n gruppo di scienziati statunitensi ha inventato quello che potrebbe diventare il metallo del futuro, caratterizzato da un eccellente rapporto tra peso e capacità meccaniche. In parole più semplici, pur offrendo una grande resistenza, questo nuovo materiale è decisamente leggero, il che lo rende particolarmente adatto ad un gran numero di diverse applicazioni.
Come descritto in un articolo pubblicato su Nature, i ricercatori della Henry Samueli School of Engineering and Applied Science della University of California, Los Angeles (UCLA) hanno pensato di infondere all’interno del magnesio delle nanoparticelle di carburo di silicio, un materiale ceramico di grandissima resistenza strutturale, ad esempio utilizzato per la fabbricazione dei dischi dei freni nelle automobili o di lame per gli utensili.
Più che nell’idea di combinare questi due materiali, l’innovazione proposta dagli scienziati statunitensi risiede nel sistema di dispersione e stabilizzazione di nanoparticelle nel metallo fuso e nella definizione di un metodo di produzione su larga scala che potrebbe cambiare radicalmente l’utilizzo del metallo nell’industria.
“È stato ipotizzato che le nanoparticelle potessero davvero potenziare la resistenza dei metalli senza comprometterne la plasticità, in particolare i metalli leggeri come il magnesio, ma nessuno è stato in grado di disperdere le nanoparticelle di ceramica nei metalli fusi, fino ad ora”, spiega Xiaochun Li, responsabile della ricerca. “Con l’aiuto della fisica e della processazione dei materiali, il nostro metodo spiana una nuova strada per potenziare la prestazione di molti diversi tipi di metallo, infondendo in modo regolare dense nanoparticelle er migliorare le prestazioni dei metalli, in modo da rispettare le sfide energetiche e di sostenibilità della società odierna”.
I metalli strutturali sono materiali in grado di reggere un forte carico e vengono per questo utilizzati per la costruzione di edifici o veicoli. Tra di loro, il magnesio è il più leggero, con una densità pari a circa 2/3 di quella dell’alluminio. Il metallo sviluppato alla UCLA mostra grandi capacità di resistenza, durezza, plasticità e tenuta alle alte temperature. Per ottenere questo risultato gli scienziati hanno disperso le nanoparticelle di carburo di silicio in una lega fusa di zinco e magnesio.
Il nuovo metallo (che per la precisione andrebbe definito un metallo nanocomposito) è composto da magnesio all’86% e da nanoparticelle di carburo di silicio al 14%. Secondo i ricercatori della UCLA, il magnesio è una risorsa abbondante e relativamente economica, ed un aumento del suo utilizzo non dovrebbe causare danni ambientali.
D’altra parte, i vantaggi a livello tecnico di una soluzione del genere sono decisamente evidenti. Un metallo in grado di eguagliare la resistenza dei materiali attualmente disponibili ma con un peso inferiore potrebbe rappresentare una rivoluzione nel modo nel quale edifici o veicoli, ad esempio, vengono concepiti.
Soprattutto dal punto di vista dell’industria automotive, potrebbe trattarsi di un’innovazione particolarmente interessante: non per niente, il rapporto peso/potenza è uno degli elementi determinanti nelle automobili, specialmente in quelle che hanno nelle prestazioni il loro aspetto determinante. La stessa cosa può essere detta per gli aerei: l’utilizzo di questo metallo garantirebbe la stessa resistenza strutturale dei materiali odierni, ma con un peso inferiore sarebbe possibile ridurre i consumi di carburante e conseguentemente l’impatto dell’aviazione sull’ambiente.
Fonte: IBtimes